Utilizar grafeno para multiplicar una frecuencia

Según un artículo publicado esta semana en nanotechweb.org, nuevos cálculos realizados por un físico alemán a puntan a que el grafeno podría funcionar como dispositivo no lineal intrínsecamente fuerte o “multiplicador de frecuencia”. Esto significa que el material, descubierto en el 2004, se podría utilizar para producir radiaciones en el rango de frecuencia de los terahertzios irradiándolo con frecuencias de acceso más sencillo, como las microondas.

El grafeno, una lámina bidimensional de carbono de tan solo un átomo de grosor, fue elaborada hace tres años por Andre Geim y sus colegas de la Universidad de Manchester y del Instituto de Tecnología Microelectrónica de Chernogolovka, Rusia.

El material está hecho de grafito, la forma de carbono que se utiliza en los lápices, y presenta algunas propiedades físicas inusuales, entre las que se incluye el hecho de que los electrones del material se comportan como partículas relativistas que no tienen masa en reposo y viajan a unos 106m/s. Aunque esto es unas 300 veces más lento que la velocidad de la luz en el vacío, todavía es mucho más rápido que la velocidad de los electrones en un conductor normal.

Ahora, Sergey Mikhailov, de la Universidad de Augsburg, ha predicho que cuando se irradia el grafeno con ondas electromagnéticas, éste emite una radiación con una resonancia armónica de mayor frecuencia, pudiendo ser utilizado, por tanto, como multiplicador de frecuencia. En otras palabras, si irradias la muestra con una cierta frecuencia de luz, ésta reflejará luz de una frecuencia superior.

Esta "transformación de frecuencia" se podría utilizar para producir radiación a frecuencias para las que no existen fuentes apropiadas. Por ejemplo, es difícil producir frecuencias por encima de los 100GHz y hasta 1–10THz (1012Hz, la también conocida como la brecha de los terahertzios). Por el contrario, existen numerosas fuentes de radiación de microondas para frecuencias por debajo de los 100GHz. Los científicos podrían, por tanto, "multiplicar" las frecuencias de las microondas utilizando un dispositivo no lineal, como el grafeno, para producir radiación en el intervalo de los terahertzios, señala Mikhailov en su trabajo publicado en la revista Europhysics Letters.

Estas fuentes de radiación de terahertzios se podrían aplicar en muchos campos, como la seguridad y la defensa, la medicina, la astronomía y la investigación biológica.

La radiación de los terahertzios penetra en muchos materiales (excepto los metales) y, por tanto, se puede utilizar para "ver" a través de paquetes y bultos en los aeropuertos, por ejemplo. "En medicina se podría utilizar para obtener imágenes de tumores cancerosos y realizar un pronto diagnóstico de la enfermedad", señala Mikhailov. Los astrónomos también están interesados en la radicación de terahertzios debido a que el fondo cósmico de microondas, originado en el Big Bang, incluye un componente de terahertzios.

Fuente: Nanotech Web Org